基于偶應力理論的結(jié)構有限元方法及其應用研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，工程結(jié)構分析理論與方法在不斷發(fā)展。雖然有限元法的在工程領域的應用已經(jīng)相當廣泛，也在很多工程技術領域方面取得了一些突破性成果。但是在細觀和微觀上，結(jié)構經(jīng)常會出現(xiàn)了跟經(jīng)典理論相悖離的現(xiàn)象，宏觀上對于復雜的模型或者大型實際工程問題，在應用有限元方法時卻有相當?shù)碾y度。偶應力理論是應力梯度理論中的一種，也是一種能夠解釋尺度效應的有效方法。涉及材料長度跟材料的內(nèi)稟長度很近或者是更小的時候，尺寸效應會表現(xiàn)的很明顯。將偶應力理論

2、融于經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)力學，對剪應力互等定理在微觀上進行了修正。目前工程應用中，開展考慮偶應力影響的結(jié)構有限元分析和設計工作較少。本文首先介紹了偶應力理論。結(jié)合C1類偶應力理論，建立二維和三維結(jié)構分析問題的有限單元公式，基于ANSYS系統(tǒng)，編制了二、三維結(jié)構單元剛度矩陣計算程序，并結(jié)合UPFs，建立了考慮偶應力的二、三維結(jié)構靜力和模態(tài)分析軟件。采用不同網(wǎng)格尺寸的單元網(wǎng)格化措施，完成了幾個典型結(jié)構的考慮偶應力的應力和模態(tài)仿真分析。給出了偶應力影